实验07 探究二力平衡条件实验(原卷版)

实验七、探究二力平衡条件
【实验目的】：探究当物体只受两个力作用而处于平衡状态时.，这两个力必须满足的条件。

【实验器材】：弹簧测力计、一张硬纸板、细绳、剪刀等。

【实验步骤】：
探究当物体处于静止时，两个力的关系；探究当物体处于匀速直线运动状态时，两个力的关系
①如图a所示，作用在同一物体上的两个力，在大小相等、方向相反的情况下，它们还必须在同一直线, 这二力才能平衡。

②如图b、c所示，两个力在大小相等、方向相反且在同一直线上的情况下，它们还必须在同一物体上, 这二力才能平衡。

【实验结论】：
二力平衡的条件:
L大小相等（等大）2.方向相反（反向）3.同一直线（共线）4.同一物体（同体）
甲乙
【考点方向】：
1、在探究究二力平衡问题时，什么因素影响实验结果？答：
2、如何减小如图乙所示的不足之处：
3、你认为下图哪个实验更合理？答：
* *
φ乙
4、如何判断物体是否处于平衡状态？答：o
5、实验中如何改变拉力的大小？答：o
6、定滑轮有什么作用：答2o
7、如何探究两个力作用在同一物体上？答j________________________________________________
8、如何探究两个力在同一直线上：答：___________________________________________________
9、实验结论：二力平衡条件：o
10、实验方法：o
11、选择静止状态的原因：c
12、进行多次实验的目的：o
经典母题
如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)小华将系在小卡片(重力可忽略不计)两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮，并在细线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向，并通过调整来改变拉力的大小。

⑵当小卡片时，说明小卡片处于平衡状态；卡片平衡后，小华将小卡片转过一个角度，松手后
小卡片(填“能”或“不能”)平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究。

⑶为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是：
(4)在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们都认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是o
A.减小摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
⑸为了减小（4）中小明的问题，可以采取的措施是：。

（举一个例子即可）
一还剖亨—（选填“能”或“不能”）探究二力平衡的条件。

（7）如图丙实验时，如果将右侧两个祛码取下，替换为弹簧测力计，使其竖直向下拉。

发现弹簧测力计的示
数和左侧两个钩码的重力不相等，其可能的原因是。

（8）实验完成后，请你帮小华总结一下二力平衡的条件：o
练习1：（2020・常德）在探究“二力平衡条件”的实验中，实验装置如图所示。

居）
A. .A
（1）实验时，向左盘和右盘同时放入等重的法码，这时木块保持静止，说明一对平衡力的______________ ；但小明在实验时发现，若向左盘和右盘同时放入不等重的祛码时木块仍然保持静止，则产生这一现象的原
因是：O
（2）现保持M和F2相等，将木块换成小车，然后扭转一定角度，松手后，小车将,
设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定o
（3）如果将木块换成弹簧测力计，左右两盘各放入重5N的硅码，则弹簧测力计的示数为o
A. ION
B. 5N
C. 0N
练习2：（2020・泸州）小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上，用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合
力的关系”
（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。

（3）小聪在实验中突发奇想，将两弹簧测力计互相垂直作用在橡皮筋上拉到B点，记下两弹簧测力计的示
数分别为F3=3.0N、F4=4.0N；然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B点，如图丙所示，读出弹簧测力计的示数F=No根据你对合力与分力的理解，判断F （选填“是”或“不是"）F3、F4的合力。

练习3：（2019・铜仁）小明在探究“二力平衡”条件的实验中，设计了如图所示的两种实验方案。

（1）通过实验比较，小明发现采用方案乙，实验效果更好，原因是o
（2）该实验装置中，木板两端的定滑轮的作用是o
⑶保持两盘中祛码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后观察到小车转动，最后恢复到静
止状态。

这个实验现象说明：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并
且，这两个力才能彼此平衡。

⑷小明在探究完“二力平衡”条件的实验后，又利用该装置进行探究，剪断小车左边的细线后，小车由静
止向右运动，此现象说明力可以改变物体的。

练习4：（2019 •内江）如图所示，是探究“二力平衡条件”的实验装置图。

（1）实验时使用小车而不使用木块，是因为小车与桌面间的更小，从而减小对实验结果的影响。

（2）在实验开始时，由于粗心只在左盘中放入祛码，小车立即向左运动，在运动过程中，左盘中祛码的重
力势能将，动能将o （选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）当两个盘中分别放上两个相同的祛码后，小车静止在桌面上，这说明二力平衡时，两个力的大
小。

练习5：（2018 •宿迁）如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中.。

办办办
（1）实验中定滑轮的作用是；
（2）选择轻质卡片的目的是；
（3）用手将卡片转过一个角度，使卡片受到的大小相等、方向相反的两个拉力不在同一条直线上，然后由静止释放卡片，根据（选填字母）状态，能够说明这两个拉力不是一对平衡力.
A.松手前卡片静止
B.松手瞬间卡片旋转
C.松手后卡片达到静止
练习6：（2017 •扬州）在“探究二力平衡的条件”活动中。

（1）如果物体只受到两个力的作用，且处于—状态，说明这两个力是相互平衡的。

由此，小明提出，能
否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？
（2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的—和—的大小来进行比较。

研究发现，在小
明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无
法直接测量，所以这一方案无法实施下去。

（3）为此，两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出他们改进的先后顺序:
乙
（4）如图丙，是最终确认的实验方案。

此方案中，由于,故卡片的重力可忽略不计。

练习7：在〃探究二力平衡的条件〃活动中。

B
乙
如果物体只受到两个力的作用，旦处于静止或匀速直线运动状态，说明这两个力是相互平衡的。

由此，小
明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
⑴小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的的大小来进行比较。

研究发现，在
小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一
个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。

⑵为此两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案，如图乙所示，请你判断出她们改进的先后顺序:
(用字母表示)，这样的改进是为了减小对实验的影响。

⑶图内所示是最终确认的实验方案。

此方案中，由于,故卡片的重力可忽略不计。

练习8：实验小组要探究二力平衡条件.实验中每个钩码重力相同，摩擦力忽略不计.
滑轮
钩码
(1)如图甲装置，当左右两端同时各挂两个钩码时，小车静止，此时A、A的方向
；当左右两端同时取下一个钩码时，如图乙，小车仍静止，此时A 四；当右端再挂上一个钩码时，如图丙，小车将做变速运动，此时将九.
(2)在图甲实验的基础上，将小车扭转一个角度，松手后，观察小车的情况，这样做可以探究什么问题?
(3)对比甲、乙、丙三次实验，当小车静止时，水平方向上受到两个力的大小关系如何？还能看出小车受
非平衡力作用时，运动状态将怎样?。